届高中物理二轮复习热点题型专练专题磁吃运动电荷作用含解析

届高中物理二轮复习热点题型专练专题.磁吃运动电荷的作用含剖析届高中物理二轮复习热点题型专练专题.磁吃运动电荷的作用含剖析PAGE届高中物理二轮复习热点题型专练专题.磁吃运动电荷的作用含剖析专题8.2磁场对运动电荷的作用1.图中a、b、c、d为四根与纸面垂直的长直导线，其横截面位于正方形的四个极点上，导线中通有大小同样的电流，方向以以下图。一带正电的粒子从正方形中心O点沿垂直于纸面的方向向外运动，它所受洛伦兹力的方向是()A．向上B．向下C．向左D．向右答案：B2．一个重力不计的带电粒子垂直进入匀强磁场，在与磁场垂直的平面内做匀速圆周运动。则以下能表示运动周期T与半径R之间的关系图象的是()答案：D剖析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时，qvB＝meq\f(v2,R)⇒R＝eq\f(mv,qB)，由圆周运动规律，T＝eq\f(2πR,v)＝eq\f(2πm,qB)，可见粒子运动周期与半径没关，故D项正确。3．图为云室中某粒子穿过铅板P前后的轨迹(粒子穿过铅板后电荷量、质量不变)，室中匀强磁场的方向与轨道所在平面垂直(图中垂直于纸面向内)，由此可知此粒子()A．必定带正电B．必定带负电C．不带电D．可能带正电，也可能带负电答案：A剖析：粒子穿过铅板的过程中，动能减小，轨道半径减小，依据题图中粒子的运动轨迹能够确立粒子从下向上穿过铅板，再由左手定章可判断出粒子必定带正电。选项A正确。4.以以下图，在第一象限内有垂直纸面向里的匀强磁场，一对正、负电子分别以同样速度沿与x轴成30°角从原点射入磁场，则正、负电子在磁场中运动时间之比为()A．1︰2B．2︰1C．1︰eq\r(3)D．1︰1答案：B5.以以下图圆形地区内，有垂直于纸面方向的匀强磁场，一束质量和电荷量都同样的带电粒子，以不同样的速率，沿着同样的方向，瞄准圆心O射入匀强磁场，又都从该磁场中射出，这些粒子在磁场中的运动时间有的较长，有的较短，若带电粒子在磁场中只受磁场力的作用，则在磁场中运动时间越长的带电粒子()A．速率必定越小B．速率必定越大C．在磁场中经过的行程越长D．在磁场中的周期必定越大答案：A剖析：依据公式T＝eq\f(2πm,Bq)可知，粒子的比荷同样，它们进入匀强磁场后做匀速圆周运动的周期同样，选项D错误；以以下图，设这些粒子在磁场中的运动圆弧所对应的圆心角为θ，则运动时间t＝eq\f(θ,360°)T，在磁场中运动时间越长的带电粒子，圆心角越大，运动半径越小，依据r＝eq\f(mv,Bq)可知，速率必定越小，选项A正确，B错误；当圆心角趋近180°时，粒子在磁场中经过的行程趋近于0，因此选项C错误。6．某一空间充满垂直纸面方向的匀强磁场，其方向随时间做周期性变化，磁感觉强度B随时间t的变化规律以以下图，规定B>0时磁场的方向穿出纸面。现有一电荷量为q＝5π×10－7C、质量为m＝5×10－10kg的带电粒子在t＝0时辰以初速度v0沿垂直磁场方向开始运动，不计重力，则磁场变化一个周期的时间内带电粒子的均匀速度的大小与初速度大小的比值是()A．1B.eq\f(1,2)C.eq\f(2\r(2),π)D.eq\f(\r(2),π)答案：C7.以以下图，在一矩形地区内，不加磁场时，不计重力的带电粒子以某一初速度垂直左界限射入，穿过此地区的时间为t。若加上磁感觉强度为B、垂直纸面向外的匀强磁场，带电粒子仍以本来的初速度入射，粒子飞出磁场时偏离原方向60°。利用以上数据可求出以下物理量中的()A．带电粒子的比荷B．带电粒子在磁场中运动的周期C．带电粒子的初速度D．带电粒子在磁场中运动的半径答案：AB8．以以下图，宽d＝4cm的有界匀强磁场，纵向范围足够大，磁感觉强度的方向垂直于纸面向内，现有一群正粒子从O点以同样的速率沿纸面不同样方向进入磁场，若粒子在磁场中做匀速圆周运动的轨道半径均为r＝10cm，则()A．右界限：－8cm<y<8cm有粒子射出B．右界限：y<8cm有粒子射出C．左界限：y>8cm有粒子射出D．左界限：0<y<16cm有粒子射出答案：AD剖析：当粒子沿x轴正方向和y轴负方向射入磁场时，粒子从右界限射出的界限最大，画出粒子的运动轨迹(以以下图)并依据几何关系可求出，在右界限－8cm<y<8cm范围内有粒子射出，A项正确，B项错误；当粒子斜向进步入磁场，运动轨迹与右界限相切时，可求出粒子从左界限y＝16cm处射出，这也是最大界限处，因此C项错误，D项正确。此题答案为A、D两项。9．以以下图为一个有界的足够大的匀强磁场所区，磁场方向垂直纸面向里，一个不计重力的带正电的离子以某一速率v垂直磁场方向从O点进入磁场所区，电子进入磁场时速度方向与界限夹角为θ，以下相关说法正确的选项是()A．若θ必定，速度v越大，粒子在磁场中运动的时间越长B．粒子在磁场中运动的时间与速度v相关，与θ角大小没关C．若速度v必定，θ越大，粒子在磁场中运动的时间越短D．粒子在磁场中运动的时间与角度θ相关，与速度v没关答案：CD10.以以下图，在xOy平面内有一半径为a的圆形地区，其圆心O'的坐标为(2a,0)，与x轴交点为M、N，该地区内无磁场；在y轴和直线x＝3a之间的其余地区内存在垂直纸面向外的匀强磁场，磁感觉强度大小为B，一质量为m、电荷量为＋q的粒子从y轴上某点以与y轴正向的夹角为60°方向射入磁场，不计粒子重力，以下说法正确的选项是()A．若粒子不经过圆形地区就能抵达N点，则粒子的初速度大小为eq\f(2qBa,m)B．若粒子不经过圆形地区就能抵达N点，则粒子的初速度大小为eq\f(3qBa,m)C．若粒子在磁场中运动的时间为eq\f(πm,3qB)，且粒子能抵达N点，则粒子的初速度大小为eq\f(3qBa,2m)D．若粒子在磁场中运动的时间为eq\f(π,3qB)，且粒子能抵达N点，则粒子的初速度大小为eq\f(\r(3)qBa,2m)答案：AC11．以以下图，匀强磁场方向垂直纸面向里，甲、乙、丙、丁四个带负电的点电荷分别沿四个方向、以大小同样的初速度v0垂直磁场方向进入磁场．则进入磁场瞬时，遇到洛伦兹力方向向下的点电荷是()A．甲B．乙C．丙D．丁【答案】D【剖析】依据左手定章剖析，丁遇到的洛伦兹力方向向下，应选项D正确．12．两个质量同样、所带电荷量相等的带电粒子a、b，以不同样的速率瞄准圆心O沿着AO方向射入圆形匀强磁场所区，其运动轨迹以以下图．若不计粒子的重力，则以下说法正确的选项是()A．a粒子带正电，b粒子带负电B．a粒子在磁场中所受洛伦兹力较大C．b粒子的动能较大D．b粒子在磁场中运动时间较长13．(多项选择)以以下图，a、b、c是三个面积相等的匀强磁场所区，图中的虚线是三个圆直径的连线，该虚线与水平方向的夹角为45°.一个不计重力的带电粒子，从a磁场的M点以初速度v0竖直向上射入磁场，运动轨迹如图，最后粒子从c磁场的N点走开磁场．已知粒子的质量为m，电荷量为q，匀强磁场的磁感觉强度为B.则()A．磁场a和c的方向垂直于纸面向里，磁场b的方向垂直于纸面向外B．粒子在N的速度方向水平向左C．粒子从M点运动到N点的时间为eq\f(3πm,2qB)D．粒子从M点运动到N点的时间为eq\f(6πm,qB)【答案】BC【剖析】不知道带电粒子的电性，因此没法判断磁场的方向，A项错误；依据几何关系，粒子在N的速度方向水平向左，B项正确；粒子从M点运动到N点的时间为四分之三个周期，由T＝eq\f(2πr,v)，可得T＝eq\f(2πm,qB)，因此时间t＝eq\f(3,4)T＝eq\f(3πm,2qB)，C项正确，D项错误．14．已知通入电流为I的长直导线在四周某点产生的磁感觉强度大小B与该点到导线间的距离r的关系为B＝keq\f(I,r)(k为常量)．以以下图，竖直通电长直导线中的电流I方向向上，绝缘的圆滑水平面上P处有一带正电小球从图示地点以初速度v0水平向右运动，小球素来在水平面上运动，运动轨迹用实线表示，若从上向下看，则小球的运动轨迹可能是()15．以以下图，在x>0，y>0的空间中有恒定的匀强磁场，磁感觉强度的方向垂直于xOy平面向里，大小为B.现有一质量为m、电荷量为q的带正电粒子，从x轴上的某点P沿着与x轴正方向成30°角的方向射入磁场．不计重力的影响，则以下相关说法中正确的选项是()图9­2­23A．只需粒子的速率适合，粒子即可能经过坐标原点B．粒子在磁场中运动所经历的时间必定为eq\f(5πm,3qB)C．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为eq\f(πm,qB)D．粒子在磁场中运动所经历的时间可能为eq\f(πm,6qB)【答案】C【剖析】带正电的粒子从P点沿与x轴正方向成30°角的方向射入磁场中，则圆心在过P点与速度方向垂直的直线上，以以下图，粒子在磁场中要想抵达O点，转过的圆心角必定大于180°，因磁场有界限，故粒子不能够能经过坐标原点，应选项A错误；因为P点的地点不确立，因此粒子在磁场中运动的圆弧对应的圆心角也不同样，最大的圆心角是圆弧与y轴相切时即300°，运动时间为eq\f(5,6)T，而最小的圆心角为P点在座标原点即120°，运动时间为eq\f(1,3)T，而T＝eq\f(2πm,qB)，故粒子在磁场中运动所经历的时间最长为eq\f(5πm,3qB)，最短为eq\f(2πm,3qB)，选项C正确，B、D错误．16.(多项选择)以以下图，双方向相反、磁感觉强度大小均为B的匀强磁场被边长为L的等边三角形ABC理想分开，三角形内磁场垂直纸面向里，三角形极点A处有一质子源，能沿∠BAC的角均分线发射速度不同样的质子(质子重力不计)，全部质子均能经过C点，质子比荷eq\f(q,m)＝k，则质子的速度可能为()A．2BkLB.eq\f(BkL,2)C.eq\f(3BkL,2)D.eq\f(BkL,8)17．(多项选择)以以下图，xOy平面的一、二、三象限内存在垂直纸面向外，磁感觉强度B＝1T的匀强磁场，ON为处于y轴负方向的弹性绝缘薄挡板，长度为9m，M点为x轴正方向上一点，OM＝3m．现有一个比荷大小为eq\f(q,m)＝1.0C/kg可视为质点带正电的小球(重力不计)从挡板下端N处小孔以不同样的速度向x轴负方向射入磁场，若与挡板相碰就以原速率弹回，且碰撞时间不计，碰撞时电荷量不变，小球最后都能经过M点，则小球射入的速度大小可能是()图9­2­25A．3m/sB．3.75m/sC．4m/sD．5m/s18．以以下图，矩形虚线框MNPQ内有一匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．a、b、c是三个质量和电荷量都相等的带电粒子，它们从PQ边上的中点沿垂直于磁场的方向射入磁场，图中画出了它们在磁场中的运动轨迹．粒子重力不计．以下说法正确的选项是()A．粒子a带负电B．粒子c的动能最大C．粒子b在磁场中运动的时间最长D．粒子b在磁场中运动时的向心力最大【答案】D【剖析】由左手定章可知，a粒子带正电，故A错误；由qvB＝meq\f(v2,r)，可得r＝eq\f(mv,qB)，由题图可知粒子c的轨迹半径最小，粒子b的轨迹半径最大，又m、q、B同样，因此粒子c的速度最小，粒子b的速度最大，由Ek＝eq\f(1,2)mv2，知粒子c的动能最小，依据洛伦兹力供给向心力有f向＝qvB，则可知粒子b的向心力最大，故D正确，B错误；由T＝eq\f(2πm,qB)，可知粒子a、b、c的周期同样，可是粒子b的轨迹所对的圆心角最小，则粒子b在磁场中运动的时间最短，故C错误．19．以以下图，横截面为正方形abcd的有界匀强磁场，磁场方向垂直纸面向里．一束电子以大小不同样、方向垂直ad界限的速度飞入该磁场，不计电子重力及互相之间的作用，关于从不同样界限射出的电子，以下判断错误的选项是()A．从ad边射出的电子在磁场中运动的时间都相等B．从c点走开的电子在磁场中运动时间最长C．电子在磁场中运动的速度偏转角最大为πD．从bc边射出的电子的速度必定大于从ad边射出的电子的速度20．(多项选择)图中的虚线为半径为R、磁感觉强度大小为B的圆形匀强磁场的界限，磁场的方向垂直圆平面向里．大批的比荷均为eq\f(q,m)的同样粒子由磁场界限的最低点A向圆平面内的不同样方向以同样的速度v0射入磁场，粒子在磁场中做半径为r的圆周运动，经一段时间的偏转，全部的粒子均由圆界限走开，全部粒子的出射点的连线为虚线界限的eq\f(1,3)，粒子在圆形磁场中运转的最长时间用tm表示，假定eq\f(q,m)、R、v0为已知量，其余的量均为未知量，忽视粒子的重力以及粒子间的互相作用．则()A．B＝eq\f(2\r(3)mv0,3qB)B．B＝eq\f(\r(3)mv0,3qR)C．r＝eq\f(\r(3)R,2)D．tm＝eq\f(\r(3)πR,2v0)21．以以下图，中轴线PQ将矩形地区MNDC分红上下两部分，上部分充满垂直于纸面向外的匀强磁场，下部分充满垂直于纸面向内的匀强磁场，磁感觉强度大小均为B.一质量为m、带电荷量为q的带正电粒子从P点进入磁场，速度与边MC的夹角θ＝30°.MC边长为a，MN边长为8a，不计粒子重力．求：(1)若要该粒子不从MN边射出磁场，其速度最大值是多少？(2)若要该粒子恰从Q点射出磁场，其在磁场中的运转时间最短是多少？【剖析】(1)设该粒子恰巧不从MN边射出磁场时的轨迹半径为r，则由几何关系得rcos60°＝r－eq\f(a,2)，解得r＝a又由qvB＝meq\f(v2,r)，解得最大速度为vmax＝eq\f(qaB,m).【答案】(1)eq\f(qaB,m)(2)eq\f(10πm,3qB)22．以以下图，在圆心为O的圆形地区内存在磁感觉强度大小为B、方向垂直于纸面向里的匀强磁场．界限上的一粒子源A，向磁场所区发射出质量为m、带电荷量为q(q>0)的粒子，其速度大小均为v，方向垂直于磁场且散布在AO右边α角的范围内(α为锐角)．磁场所区的半径为eq\f(mv,Bq)，其左边有与AO平行的接收屏，不计带电粒子所受重力和互相作使劲，求：(1)沿AO方向入射的粒子走开磁场时的方向与入射方向的夹角；(2)接收屏上能接收到带电粒子地区的宽度.【剖析】(1)依据带电粒子在磁场中的运动规律，可知粒子在磁场中沿逆时针方向做圆周运动，设其半径为R，有qBv＝eq\f(mv2,R)，得R＝eq\f(mv,qB)可知，带电粒子运动半径与磁场所区半径相等．沿AO射入磁场的粒子走开磁场时的方向与入射方向之间的夹角为eq\f(π,2)，以以下图．(2)设粒子入射方向与AO的夹角为θ，粒子走开磁场的地点为A′，粒子做圆周运动的圆心为O′.依据题意可知四边形AOA′O′四条边长度均为eq\f(mv,Bq)，是菱形，有O′A′∥OA，故粒子出射方向必定垂直于OA，此后做匀速直线运动垂直击中接收屏，以以下图．【答案】(1)eq\f(π,2)(2)eq\f(mvsinα,qB)23.以以下图，在空间有一坐标系xOy，直线OP与x轴正方向的夹角为30°，第一象限内有两个大小不同样、方向都垂直纸面向外的匀强磁场所区Ⅰ和Ⅱ，直线OP是它们的界限，OP上方地区Ⅰ中磁场的磁感觉强度为B。一质量为m、电荷量为q的质子(不计重力)以速度v从O点沿与OP成30°角的方向垂直于磁场进入地区Ⅰ，质子先后经过磁场所区Ⅰ和Ⅱ后，恰巧垂直打在x轴上的Q点(图中未画出)，试求：(1)地区Ⅱ中磁场的磁感觉强度大小；(2)Q点的坐标。答案：(1)2B(2)eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(\r(3)＋1,2)\f(mv,qB)，0))剖析：(1)设质子在磁场Ⅰ和Ⅱ中做圆周运动的轨道半径分别为r1和r2，地区Ⅱ中磁感觉强度为B′，由牛顿第二定律知qvB＝eq\f(mv2,r1)①qvB′＝eq\f(mv2,r2)②(2)Q点坐标x＝OAcos30°＋r2故x＝(eq\f(\r(3)＋1,2))eq\f(mv,qB)。24.以以下图，虚线圆所围地区内有方向垂直纸面向里的匀强磁场，磁感觉强度为B。一束电子沿圆形地区的直径方向以速度v射入磁场，电子束经过磁场区后，其运动方向与原入射方向成θ角。设电子质量为m，电荷量为e，不计